Praxis der Forschung im Sommersemester 2018

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1 Praxis der Forschung im Sommersemester 2018 Prof. Dr.-Ing. Tamim Asfour, Prof. Dr. Bernhard Beckert, Prof. Dr.-Ing. Michael Beigl, Prof. Dr.-Ing. Uwe D. Hanebeck, Jun.-Prof. Dr.-Ing. Anne Koziolek, Prof. Dr.-Ing. Torsten Kröger, Prof. Dr. Jörn Müller-Quade, Prof. Dr.-Ing. Ralf Reussner, Prof. Dr. Walter F. Tichy, Prof. Dr. Martina Zitterbart Fakultät für Informatik Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik KIT Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Einführung Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

3 Praxis der Forschung Eine neue Art von Lehrveranstaltung... Projekt-basiert an einem aktuellen Forschungsthema Mit intensiver Betreuung durch erfahrene Wissenschaftler/innen Bereitet auf die Masterarbeit vor Geplantes Vorgehen Selbstständige Erarbeitung eines Forschungsthemas Kritischer Umgang mit wissenschaftlicher Literatur Wissenschaftliches Argumentieren Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

4 Praxis der Forschung Eine neue Art von Lehrveranstaltung... Projekt-basiert an einem aktuellen Forschungsthema Mit intensiver Betreuung durch erfahrene Wissenschaftler/innen Bereitet auf die Masterarbeit vor Geplantes Vorgehen Selbstständige Erarbeitung eines Forschungsthemas Kritischer Umgang mit wissenschaftlicher Literatur Wissenschaftliches Argumentieren Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

5 Praxis der Forschung Eine neue Art von Lehrveranstaltung... Projekt-basiert an einem aktuellen Forschungsthema Mit intensiver Betreuung durch erfahrene Wissenschaftler/innen Bereitet auf die Masterarbeit vor Geplantes Vorgehen Selbstständige Erarbeitung eines Forschungsthemas Kritischer Umgang mit wissenschaftlicher Literatur Wissenschaftliches Argumentieren Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

6 Praxis der Forschung Eine neue Art von Lehrveranstaltung... Projekt-basiert an einem aktuellen Forschungsthema Mit intensiver Betreuung durch erfahrene Wissenschaftler/innen Bereitet auf die Masterarbeit vor Geplantes Vorgehen Selbstständige Erarbeitung eines Forschungsthemas Kritischer Umgang mit wissenschaftlicher Literatur Wissenschaftliches Argumentieren Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

7 Lernziele Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens in einem Projekt lernen und wahrnehmbare Forschung betreiben Fundierte Kenntnisse im jeweiligen Fachgebiet Hochperformante Humanoide Technologien, Intelligente Sensor-Aktor-Systeme, Intelligente Prozessautomation und Robotik, Software-Requirements Engineering, Programmiersysteme, Software-Architektur, Formale Methoden, Kryptographie und Sicherheit, Pervasives Computing, Rechnernetze,... Grundkenntnisse wissenschaftlichen Arbeitens Forschungsmethoden Strategien zur Durchführung von Projekten und Projektplanung Wissenschaftliche Literaturrecherche Erstellen wissenschaftlicher Publikationen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

8 Lernziele Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens in einem Projekt lernen und wahrnehmbare Forschung betreiben Fundierte Kenntnisse im jeweiligen Fachgebiet Hochperformante Humanoide Technologien, Intelligente Sensor-Aktor-Systeme, Intelligente Prozessautomation und Robotik, Software-Requirements Engineering, Programmiersysteme, Software-Architektur, Formale Methoden, Kryptographie und Sicherheit, Pervasives Computing, Rechnernetze,... Grundkenntnisse wissenschaftlichen Arbeitens Forschungsmethoden Strategien zur Durchführung von Projekten und Projektplanung Wissenschaftliche Literaturrecherche Erstellen wissenschaftlicher Publikationen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

9 Lernziele Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens in einem Projekt lernen und wahrnehmbare Forschung betreiben Fundierte Kenntnisse im jeweiligen Fachgebiet Hochperformante Humanoide Technologien, Intelligente Sensor-Aktor-Systeme, Intelligente Prozessautomation und Robotik, Software-Requirements Engineering, Programmiersysteme, Software-Architektur, Formale Methoden, Kryptographie und Sicherheit, Pervasives Computing, Rechnernetze,... Grundkenntnisse wissenschaftlichen Arbeitens Forschungsmethoden Strategien zur Durchführung von Projekten und Projektplanung Wissenschaftliche Literaturrecherche Erstellen wissenschaftlicher Publikationen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

10 Lernziele Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens in einem Projekt lernen und wahrnehmbare Forschung betreiben Fundierte Kenntnisse im jeweiligen Fachgebiet Hochperformante Humanoide Technologien, Intelligente Sensor-Aktor-Systeme, Intelligente Prozessautomation und Robotik, Software-Requirements Engineering, Programmiersysteme, Software-Architektur, Formale Methoden, Kryptographie und Sicherheit, Pervasives Computing, Rechnernetze,... Grundkenntnisse wissenschaftlichen Arbeitens Forschungsmethoden Strategien zur Durchführung von Projekten und Projektplanung Wissenschaftliche Literaturrecherche Erstellen wissenschaftlicher Publikationen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

11 Lernziele Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens in einem Projekt lernen und wahrnehmbare Forschung betreiben Fundierte Kenntnisse im jeweiligen Fachgebiet Hochperformante Humanoide Technologien, Intelligente Sensor-Aktor-Systeme, Intelligente Prozessautomation und Robotik, Software-Requirements Engineering, Programmiersysteme, Software-Architektur, Formale Methoden, Kryptographie und Sicherheit, Pervasives Computing, Rechnernetze,... Grundkenntnisse wissenschaftlichen Arbeitens Forschungsmethoden Strategien zur Durchführung von Projekten und Projektplanung Wissenschaftliche Literaturrecherche Erstellen wissenschaftlicher Publikationen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

12 Lernziele Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens in einem Projekt lernen und wahrnehmbare Forschung betreiben Fundierte Kenntnisse im jeweiligen Fachgebiet Hochperformante Humanoide Technologien, Intelligente Sensor-Aktor-Systeme, Intelligente Prozessautomation und Robotik, Software-Requirements Engineering, Programmiersysteme, Software-Architektur, Formale Methoden, Kryptographie und Sicherheit, Pervasives Computing, Rechnernetze,... Grundkenntnisse wissenschaftlichen Arbeitens Forschungsmethoden Strategien zur Durchführung von Projekten und Projektplanung Wissenschaftliche Literaturrecherche Erstellen wissenschaftlicher Publikationen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

13 Lernziele Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens in einem Projekt lernen und wahrnehmbare Forschung betreiben Fundierte Kenntnisse im jeweiligen Fachgebiet Hochperformante Humanoide Technologien, Intelligente Sensor-Aktor-Systeme, Intelligente Prozessautomation und Robotik, Software-Requirements Engineering, Programmiersysteme, Software-Architektur, Formale Methoden, Kryptographie und Sicherheit, Pervasives Computing, Rechnernetze,... Grundkenntnisse wissenschaftlichen Arbeitens Forschungsmethoden Strategien zur Durchführung von Projekten und Projektplanung Wissenschaftliche Literaturrecherche Erstellen wissenschaftlicher Publikationen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

14 Organisatorisches Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

15 Organisatorisches Zielgruppe Master-Studierende im ersten Jahr Teams Bis zu vier Teilnehmer pro Gruppe Alternativ: Team aus Studierendem und Wissenschaftler/in Umfang 24 ECTS-Punkte (12 pro Semester) in 4 Modulen 360 Arbeitsstunden pro Semester (300 Projekt, 60 Begleitveranst.) Intensive, flexible Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter Begleitende Kurse zum Fachlichen und zum Methodischen (donnerstags/freitags, teilw. HoC-Kooperation) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

16 Organisatorisches Zielgruppe Master-Studierende im ersten Jahr Teams Bis zu vier Teilnehmer pro Gruppe Alternativ: Team aus Studierendem und Wissenschaftler/in Umfang 24 ECTS-Punkte (12 pro Semester) in 4 Modulen 360 Arbeitsstunden pro Semester (300 Projekt, 60 Begleitveranst.) Intensive, flexible Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter Begleitende Kurse zum Fachlichen und zum Methodischen (donnerstags/freitags, teilw. HoC-Kooperation) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

17 Organisatorisches Zielgruppe Master-Studierende im ersten Jahr Teams Bis zu vier Teilnehmer pro Gruppe Alternativ: Team aus Studierendem und Wissenschaftler/in Umfang 24 ECTS-Punkte (12 pro Semester) in 4 Modulen 360 Arbeitsstunden pro Semester (300 Projekt, 60 Begleitveranst.) Intensive, flexible Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter Begleitende Kurse zum Fachlichen und zum Methodischen (donnerstags/freitags, teilw. HoC-Kooperation) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

18 Organisatorisches Zielgruppe Master-Studierende im ersten Jahr Teams Bis zu vier Teilnehmer pro Gruppe Alternativ: Team aus Studierendem und Wissenschaftler/in Umfang 24 ECTS-Punkte (12 pro Semester) in 4 Modulen 360 Arbeitsstunden pro Semester (300 Projekt, 60 Begleitveranst.) Intensive, flexible Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter Begleitende Kurse zum Fachlichen und zum Methodischen (donnerstags/freitags, teilw. HoC-Kooperation) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

19 Organisatorisches Zielgruppe Master-Studierende im ersten Jahr Teams Bis zu vier Teilnehmer pro Gruppe Alternativ: Team aus Studierendem und Wissenschaftler/in Umfang 24 ECTS-Punkte (12 pro Semester) in 4 Modulen 360 Arbeitsstunden pro Semester (300 Projekt, 60 Begleitveranst.) Intensive, flexible Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter Begleitende Kurse zum Fachlichen und zum Methodischen (donnerstags/freitags, teilw. HoC-Kooperation) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

20 Organisatorisches Zielgruppe Master-Studierende im ersten Jahr Teams Bis zu vier Teilnehmer pro Gruppe Alternativ: Team aus Studierendem und Wissenschaftler/in Umfang 24 ECTS-Punkte (12 pro Semester) in 4 Modulen 360 Arbeitsstunden pro Semester (300 Projekt, 60 Begleitveranst.) Intensive, flexible Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter Begleitende Kurse zum Fachlichen und zum Methodischen (donnerstags/freitags, teilw. HoC-Kooperation) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

21 Organisatorisches: Vier Module, Eine Einheit Erstes Semester Praxis der Forschung (24 ECTS) Modul: Methoden 1 HoC + Fakultät 2 ECTS (SQ) Modul: Projekt 1. Semester 10 ECTS (Vorlesung, Seminar, Praktikum) Zweites Semester Modul: Methoden 2 HoC + Fakultät 2 ECTS (SQ) Modul: Projekt 2. Semester 10 ECTS (Vorlesung, Seminar, Praktikum) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

22 Organisatorisches: Punkteverteilung Zwei Projektmodule mit Seminar-, Vorlesungs- und Praktikumspunkten (in der Summe 20 ECTS-Punkte) Mind. 5 Vorlesungspunkte (V) Mind. 3 Seminarpunkte (S) Mind. 3 Praktikumspunkte (P) Verteilung vom einzelnen Projekt abhängig Vorlesungsanteil Erwerben von inhaltlichem Wissen durch Lesen, Zuhören, usw. Seminaranteil Selbstständiges Erschließen und (schriftliches und mündliches) Präsentieren fremder wissenschaftlicher Arbeiten Praktikumsanteil Praktisches wissenschaftliches Arbeiten unter Anleitung Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

23 Organisatorisches: Punkteverteilung Zwei Projektmodule mit Seminar-, Vorlesungs- und Praktikumspunkten (in der Summe 20 ECTS-Punkte) Mind. 5 Vorlesungspunkte (V) Mind. 3 Seminarpunkte (S) Mind. 3 Praktikumspunkte (P) Verteilung vom einzelnen Projekt abhängig Vorlesungsanteil Erwerben von inhaltlichem Wissen durch Lesen, Zuhören, usw. Seminaranteil Selbstständiges Erschließen und (schriftliches und mündliches) Präsentieren fremder wissenschaftlicher Arbeiten Praktikumsanteil Praktisches wissenschaftliches Arbeiten unter Anleitung Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

24 Prüfungsmodalitäten pro Projektmodul Mehrere Projektpräsentationen (5-20 Min) mit anschl. Diskussion (insgesamt 1/3 der Modulnote) Eine (individuelle) mündliche Prüfung jeweils am Semesterende (1/3 der Modulnote) Eine (gemeinsame) schriftliche Ausarbeitung (1/3 der Modulnote) WICHTIG Die Gewichtung der verschiedenen Punkte (V, S, P) verändert nicht die Gewichtung der Prüfungsleistungen! Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

25 Prüfungsmodalitäten pro Methodenmodul Das Modul ist unbenotet Eine mündliche Prüfung am Ende jedes Semesters Erfolgskontrollen anderer Art in Form während des Semesters zu erbringender Leistungen, nämlich Schriftliche Abgaben, Kurzpräsentationen, Diskussion & Übungsaufgaben zu Inhalten der Lehrveranstaltungen. Anzahl und Inhalt der zu erbringenden Leistungen wird zu Beginn des Semesters bekannt gegeben Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

26 Ablauf Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

27 Grober Ablauf in Phasen 1. Semester Themenvergabe Literaturrecherche / State of the Art Abgabe: Beschreibung des State of the Art Vortrag (Seminar) Projektplanung Abgabe: Beschreibung der Projektziele Planung der Vorarbeiten, Kurzvortrag dazu Vorarbeiten Abgabe: Durchführung und Dokumentation der Vorarbeiten (bspw. Machbarkeitsstudien/Vorstudie, Einarbeitung in Tools und Techniken, Experimentdesign, etc.) Projektantrag (schriftlich) Präsentation & Prüfung (6 Wochen) (2 Wochen) (8 Wochen) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

28 Grober Ablauf in Phasen 2. Semester Durchführung Abgabe: Projektabhängig, laut Projektantrag Zwischenberichtsvortrag nach 6 Wochen Wissenschaftliche Ausarbeitung Abgabe: Wissenschaftl. Ausarbeitung und Präsentation (12 Wochen) (4 Wochen) Prüfung Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

29 Anmeldung und Beginn Anmeldung bis (alle vier Punkte) 1. Mit Betreuern/Betreuerinnen sprechen und Thema abklären Heute Uhr Vorstellung im Keller-Foyer (Geb ) 2. Anmeldung für Thema bei Betreuer/Betreuerin 3. Anmeldung bei zentraler PdF-Koordination unter 4. Anmeldung im ILIAS-Kurs (Freischaltung erfolgt nach Betreuerbestätigung) Wichtig: Jeweils Name, Thema und Matrikelnummer angeben Erster Termin KickOff & Literaturrecherche: , 15:45-17:15 Uhr in Raum 010, Geb Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

30 Wichtige Daten und Informationsquellen Webseite ILIAS-Kurs Praxis der Forschung (1. Semester) SoSe Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

31 Angebotene Themen I Arbeitsgruppe IAR Asfour IAR Asfour IAR Hanebeck IAR Hanebeck IAR Hanebeck IAR Hanebeck IAR Hanebeck IAR Kröger IPD Koziolek und IPD Tichy Thema Expertensystem zur Entwicklung humanoider Roboterkomponenten Subsymbolic Prediction of Bimanual Manipulation Action Effects Controller Design for Networked Control Systems HoloBike: Entwurf und Umsetzung eines Radfahr-Simulators für virtuelle Realitäten Localization of a Robotic Platform using ARCore Sensoreinsatzplanung in der Schüttgutsortierung Simultaneous Localization and Mapping based on Directional Estimation Reinforcement Learning for Behaviour from Similarity of Visual Output Abbildung natürlicher Sprache auf bestehende Modellstrukturen (schon vergeben) Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

32 Angebotene Themen II Arbeitsgruppe IPD Reussner IPD Reussner ITI Beckert ITI Beckert ITI Beckert ITI Beckert ITI Beckert ITI Beckert ITI Beckert ITI Müller-Quade Thema Erforschung modularer Simulationskonzepte im Rahmen von Cyber-physischen Systemen Impact-Analyse von Angriffen auf Industrie 4.0 Systeme Bislicing - Slicing für relationale Fragestellungen Hyper Test Tables Ownership Types and Dynamic Frames Inferring JML Contracts for KeY from System Dependence Graphs Property-Directed Reachability for Regression Verification Property-Oriented Component Library for Voting Rules Relational Debugger for Scalable Algorithms Deck- und kartenminimale spielkartenbasierte sichere Mehrparteienberechnung Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

33 Angebotene Themen III Arbeitsgruppe TM Beigl TM Beigl TM Zitterbart Thema Kontinuierliche Haptische Interfaces in Videospielen Quellcodeverständnis und API Usability Machine Learning for Communication Networks Asfour, Beckert, Beigl, Hanebeck, Koziolek, Kröger, Reussner, Tichy, Zitterbart - Praxis der Forschung SoSe 2018 KIT-Fakultät für Informatik

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